Pela primeira vez, uma pesquisa científica conseguiu romper com uma lei estabelecida da física sobre a absorção e emissão de radiação térmica (Lei de Kirchhoff), o que pode ter um impacto significativo no aprimoramento das tecnologias de energia solar.
Em geral, todos os objectos físicos aquecem quando expostos ao Sol, pois a radiação solar é absorvida e transformada em calor. Isso faz com que esses objectos se tornem fontes de energia capazes de transferir calor, como pode ser observado, por exemplo, em muros ou asfalto aquecidos após uma tarde ensolarada.
A relação entre a capacidade de um objecto absorver e emitir energia na forma de radiação electromagnética, conhecida como eficiências de absorção e emissão, foi originalmente descrita em 1860 pelo físico alemão Gustav Kirchhoff, que emprestou seu nome ao conceito.
A Lei de Kirchhoff estabelece que as eficiências de absorção e emissividade são iguais em cada comprimento de onda e ângulo de incidência, mas essa lei se aplica apenas quando o objecto de estudo está em equilíbrio termodinâmico.
Recentemente, cientistas do laboratório de Harry Atwater, no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos Estados Unidos, parecem ter encontrado uma excepção a essa lei científica. “A Lei de Kirchhoff tem sido mantida por mais de 150 anos e, embora propostas teóricas para sua violação tenham sido apresentadas antes, esta é a primeira prova experimental de sua quebra”, afirma o especialista em um comunicado à imprensa. Em um artigo publicado na revista Nature Photonics em 24 de Julho, Atwater e sua equipe argumentam que é possível aumentar a eficiência de conversão de energia nos corpos expostos ao Sol. Isso é particularmente interessante para aprimorar o desempenho das placas solares em meio à crescente demanda por fontes de energia renováveis e limpas para combater o aquecimento global.
A ideia central é que um objecto colector de energia, como uma célula fotovoltaica, reemite parte da energia absorvida de volta para o Sol, resultando em perda de energia para os propósitos humanos. No entanto, se essa radiação fosse redireccionada para outro objecto colector de energia, seria possível alcançar eficiências de conversão de energia mais altas. O dispositivo desenvolvido pela equipe apresenta uma estrutura padronizada e forte resposta ao campo magnético, o que possibilita um aumento na absorção e emissão de radiação infravermelha durante os testes conduzidos em temperaturas de 50°, 100° e 150°C.
O líder do estudo, Komron Shayegan, destaca a importância dessa descoberta para a transição da humanidade para fontes de energia sustentáveis, afastando-se dos combustíveis fósseis. Além disso, abre-se espaço para novas pesquisas sobre a absorção de comprimentos de onda específicos.
Essa pesquisa promissora pode ter um papel significativo na evolução da energia solar e contribuir para um futuro mais sustentável e ecologicamente responsável.
